Biến tần 3 pha là gì? Tất cả các kiến thức cần biết

Biến tần 3 pha là thành phần quan trọng trong các hệ thống điện mặt trời công suất lớn. Vậy biến tần 3 pha hoạt động như thế nào? Ưu nhược điểm của inverter 3 pha là gì? Trong trường hợp nào nên dùng biến tần ba pha? Tất cả sẽ được giải đáp trong bài viết sau, mời bạn đọc cùng tìm hiểu!

Biến tần 3 pha là gì?

Biến tần (Inverter) là 1 thiết bị được thiết kế chủ yếu để chuyển đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC. Do đó, biến tần 3 pha chính là thiết bị chuyển đổi nguồn điện đầu vào DC thành đầu ra AC ba pha.

Ngoài chức năng chuyển đổi điện DC thành điện xoay chiều 3 pha, biến tần này còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển động cơ, cải thiện hiệu suất hoạt động của các hệ thống điện và thiết bị công nghiệp.

Các ứng dụng quan trọng của biến tần 3 pha có thể kể đến như:

• Trong sản xuất công nghiệp: Trong các hệ thống băng chuyền, máy nén, máy bơm, quạt công nghiệp.
• Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo: Trong các hệ thống điện mặt trời và điện gió.
• Trong đời sống hàng ngày: Các thiết bị như thang máy, hệ thống cửa cuốn,…

Tham khảo: Top biến tần năng lượng mặt trời tốt nhất

Biến tần 3 pha hoạt động như thế nào trong hệ thống điện mặt trời?

Trong hệ thống điện mặt trời, biến tần 3 pha hoạt động theo nguyên lý sau:

• Chuyển đổi DC sang AC: Biến tần 3 pha nhận nguồn điện DC tạo ra từ các tấm pin mặt trời và chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều 3 pha.
• Sạc nguồn điện DC từ tấm pin mặt trời sang bộ lưu điện: Đối với những hệ thống được trang bị pin lưu trữ, biến tần cũng thực hiện chức năng điều chỉnh nguồn điện DC từ tấm pin mặt trời và sạc vào bộ lưu điện.
• Chuyển đổi AC sang DC: Sau khi lưu trữ năng lượng, biến tần cũng thực hiện chức năng chuyển đổi điện AC sang DC. Chức năng này không chỉ giúp cung cấp nguồn điện ổn định, mà còn giúp người dùng tận dụng mua điện giờ thấp điểm (giá rẻ hơn) để sử dụng vào giờ cao điểm và giảm thiểu chi phí tiền điện.
• Đồng bộ hóa với lưới điện: Biến tần 3 pha chịu trách nhiệm chuyển đổi và đồng bộ nguồn điện đầu ra với hệ thống điện lưới quốc gia (cùng tần số, pha và điện áp). Từ đó, tạo ra sự kết nối đồng bộ và ổn định với lưới điện.

Các loại biến tần 3 pha phổ biến

Trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Biến tần ba pha được phân loại theo tính năng và đặc điểm của chúng, trong đó phổ biến là các loại biến tần sau:

Phân loại theo đặc điểm:

• Biến tần 3 pha chuỗi (String Inverter): Biến tần này sẽ kết hợp với nhiều chuỗi tấm pin mặt trời với nhau để chuyển đổi điện DC thành AC. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống điện mặt trời cỡ nhỏ hoặc trung bình (quy mô hộ gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ).
• Biến tần 3 pha trung tâm (Central Inverter): Biến tần có công suất lớn, thường kết nối với nhiều chuỗi tấm pin vào một điểm trung tâm để chuyển đổi điện DC thành AC.
• Biến tần 3 pha vi mô (Micro Inverter): Mỗi biến tần sẽ được kết nối với 1 tấm pin mặt trời riêng và tạo thành các hệ thống nhỏ độc lập, không bị ảnh hưởng lẫn nhau.

Phân loại theo tính năng:

• Biến tần 3 pha hòa lưới: Chuyển đổi điện DC thành AC và hòa vào lưới điện.
• Biến tần 3 pha độc lập: Chuyển đổi trực tiếp điện DC thành AC và cung cấp cho các thiết bị mà không thông qua lưới điện.
• Biến tần 3 pha Hybrid: Vừa thực hiện chức năng hòa lưới, vừa có khả năng sạc năng lượng vào pin để sử dụng khi cần (vào ban đêm hoặc khi mất điện).

Ưu, nhược điểm của biến tần 3 pha so với 1 pha

Ưu điểm

Cải thiện mật độ công suất

Biến tần ba pha cung cấp cường độ dòng điện tương đương với dây dẫn nhỏ hơn, điều này giúp gia tăng mật độ công suất tổng thể trong hệ thống phân phối điện.

Tính hiệu quả cao hơn

So với mạch điện một pha, hệ thống ba pha cung cấp công suất gần gấp đôi với cùng dòng điện. Do đó, hệ thống truyền tải nhiều điện năng hơn trên quãng đường dài so với điện một pha.

Giảm chi phí cho hệ thống điện

Việc hệ thống 3 pha cung cấp nhiều năng lượng hơn trong một dây dẫn nhỏ hơn giúp giảm chi phí đi cáp, giảm chi phí vận hành cho 1 hệ thống điện.

Giảm tổn thất năng lượng

Ưu điểm của biến tần ba pha là khả năng phân phối tải cân bằng trên cả ba pha. Điều này giúp hệ thống giảm tổn thất năng lượng và phân phối điện một cách hiệu quả.

Cung cấp chất lượng điện đầu ra tốt hơn

Biến tần 3 pha cung cấp điện áp và dòng điện đầu ra ổn định hơn, mang đến nguồn điện chất lượng cho các thiết bị điện.

Ngoài ra, biến tần ba pha ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng quá áp.

Nhược điểm

• Inverter 3 pha thường có giá thành đắt hơn do thiết kế phức tạp và công suất lớn hơn.
• Do cấu tạo và cách hoạt động phức tạp nên đòi hỏi người lắp đặt phải có kinh nghiệm và kỹ thuật chuyên môn tốt.
• Biến tần thường có kích thước lớn hơn và nặng hơn, điều này khiến việc lắp đặt và bảo trì trở nên khó khăn hơn.
• Thường chỉ được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao. Bởi khi vận hành ở mức công suất thấp sẽ dẫn đến hao phí năng lượng.

Khi nào nên sử dụng biến tần 3 pha?

Đối với các ứng dụng dân dụng có hệ thống điện mặt trời công suất thấp và vừa, biến tần 1 pha sẽ là sự lựa chọn phù hợp nhất. Tuy nhiên, đối với các hệ thống công suất lớn hoặc những ứng dụng tiêu thụ nhiều điện năng thì inverter 3 pha sẽ hoạt động hiệu quả hơn. Cụ thể, bạn nên dùng loại biến tần này trong những trường hợp sau:

Ứng dụng công nghiệp

Hầu hết các thiết bị máy móc sử dụng trong sản xuất công nghiệp đều có công suất hoạt động lớn. Khi đó, hệ thống điện 3 pha sẽ cung cấp nguồn điện ổn định giúp mọi hoạt động sản xuất không bị gián đoạn.

Các cơ sở thương mại

Các cơ sở thương mại như trung tâm mua sắm, trung tâm dữ liệu hay các khu phức hợp văn phòng cần sử dụng biến tần ba pha để cung cấp điện năng liên tục, đáp ứng yêu cầu khắt khe của các môi trường đặc thù.

Hộ gia đình tiêu thụ điện năng cao

Đối với những hộ gia đình tiêu thụ lượng điện năng lớn và trang bị những thiết bị, đồ dùng có công suất cao thì bạn nên sử dụng biến tần 3 pha cho ngôi nhà. Điều này sẽ đảm bảo các thiết bị có thể hoạt động cùng lúc mà không bị gián đoạn.

Nhà máy điện mặt trời

Các trang trại hay nhà máy điện mặt trời thường có quy mô, công suất cực lớn, đồng thời điện năng sẽ phải truyền đi rất xa. Do đó, để phân phối điện hiệu quả từ nhà máy đến các điểm kết nối lưới điện thì bộ biến tần ba pha là không thể thiếu.

Trên đây là toàn bộ các kiến thức về biến tần 3 pha trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời do SUNEMIT tổng hợp và biên tập. Hi vọng với những thông tin trên, người dùng có thể lựa chọn được loại biến tần phù hợp cho nhu cầu của mình.

Phạm Hân

Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.